尕海湿地沼泽化草甸中不同积水区土壤活性有机碳含量

2014年5~9月,以尕海湿地沼泽化草甸中不同积水区(无积水区、季节性积水区和常年积水区)的土壤为研究对象,测定土壤中的活性有机碳含量,分析沼泽化草甸不同积水区土壤活性有机碳组分差异。研究结果表明,积水状况对土壤活性有机碳组分影响显著。0~40 cm深度土壤活性有机碳含量最大值出现在常年积水区,季节性积水区的土壤活性有机碳含量次之,最小值出现在无积水区。在不同土壤深度,20~40 cm深度土壤有机碳和微生物量碳含量在季节性积水区最大,在无积水区最小,其它深度土壤有机碳、微生物量碳和易氧化有机碳含量都在常年积水区最大,在无积水区最小,说明常年积水区活性有机碳及组分具有更加明显的表聚性。在不同采样日,各积水区的土壤有机碳、微生物量碳、微生物熵和易氧化有机碳含量都有显著变化(p0.05)。各活性有机碳组分与土壤有机碳含量显著正相关(p0.01),各活性有机碳含量都随着土壤有机碳含量增加而增加。     

三江平原小叶章沼泽化草甸土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

对三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸进行为期2 a的模拟氮沉降实验,氮沉降水平分别为对照[0 g/(m2·a)氮]、低氮[4 g/(m2·a)氮]和高氮[8 g/(m2·a)氮]。采用动态气室法(LI-6400-09叶室连接到LI-6400便携式CO2/H2O分析系统)测定土壤呼吸速率。结果表明,小叶章沼泽化草甸土壤呼吸速率季节动态曲线呈抛物线模式,在7月达到最高值;土壤呼吸速率和土壤温度之间呈显著的指数相关关系(R2为0.47~0.69);仅高氮处理土壤呼吸速率与土壤含水量表现出负指数相关关系(p0.05,R2=0.27);氮沉降对土壤呼吸的影响依据氮沉降水平而异,低氮处理下,土壤呼吸速率为(5.57±0.91)μmol/(m2·s),比对照处理土壤呼吸速率(5.18±0.86)μmol/(m2·s)高8%(p0.05),高氮处理的土壤呼吸速率(4.93±0.53)μmol/(m2·s)则比对照处理稍低。不同氮沉降处理下,土壤呼吸温度系数Q10值分别为2.93、2.43和2.03,Q10值随着氮沉降水平呈现逐渐降低的趋势。氮沉降可能抑制了土壤呼吸的温度敏感性。     

青海湖流域沼泽化草甸形成发育的主要气候因子

青海湖是一个较特殊的巨大微咸水湖。溥 海湖流域沼泽化草甸具有明显的湿地生境特征，其形成发育和时空分布的主要气候因子是大于等于１０℃的积温和５月至９月的降水及年湿润系数。根据主要气候因子作出了湿地率与该环境形成发育的主要气候因子的数学模型。     

小兴凯湖富营养化和沼泽化程度分析

于2013年7月20日、8月23日和10月17日,在小兴凯湖内布设13个采样点,采集水样,测定水样的氮、磷含量;采用综合营养状态指数法,对小兴凯湖水体富营养化程度进行分析,同时对其沼泽化程度进行评价。结果表明,7月20日、8月23日和10月17日小兴凯湖水体中总氮质量浓度分别为0.38~3.12 mg/L、0.40~2.05mg/L和0.38~1.14 mg/L,分布在北岸河流入湖口采样点水体总氮含量较高。8月23日,水体中的总氮含量明显高于其它采样日;7月20日、8月23日和10月17日小兴凯湖水体中总磷质量浓度分别为0.05~0.11 mg/L、0.06~0.12 mg/L和0.09~0.18 mg/L;7月20日、8月23日和10月17日水体中的氮磷比分别为7.76~63.57、7.05~25.56和3.42~12.29,表明该湖属于磷营养限制性湖泊。各采样点综合营养状态指数为52.52~66.57,表明小兴凯湖整体处于轻度富营养状态;沼泽化综合指标为0.143~4.000,表明小兴凯湖大部分区域已处于重度沼泽化状态。     

半干旱沙地-草甸区水面蒸发模拟及其影响因子辨识

在分析半干旱沙地—草甸区的水面蒸发过程及其影响因子的基础上,采用多元逐步回归分析方法,对水面蒸发的众多影响因子进行逐步筛选,找出显著影响因子,建立水面蒸发与其显著影响因子间的多元非线性回归模型,并模拟计算了彭曼蒸发公式、道尔顿水汽运输理论蒸发公式中的风函数,比较分析了彭曼模型、变异道尔顿模型、多元非线性回归模型计算的水面蒸发量。结果表明:彭曼模型、变异道尔顿模型和最终建立的多元非线性逐步回归模型所得结果十分接近,与实测水面蒸发量的趋势也很一致;除变异道尔顿模型稳定性稍差外,其余两者都具有较好的稳定性;多元非线性逐步回归方法可以找到水面蒸发的显著影响因子,剔除掉不显著影响因子,避免因子相关造成的影响,使所建回归模型具有良好的拟合效果,其决定系数达到了0.773,预测结果令人满意。     

造林对沙地土壤微生物的数量、生物量碳及酶活性的影响

对科尔沁沙地流动沙丘中林龄为20年左右的樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）和小叶杨（Populus simonii）人工林表层土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性进行了研究,流动沙丘作为对照。研究表明:樟子松和小叶杨人工林可以显著改善流动沙丘土壤性状,对沙丘土壤微生物活性具有显著的促进作用;土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性均表现为小叶杨林>樟子松林>流动沙丘。樟子松和小叶杨林地土壤微生物总数分别是对照的50.16倍和72.48倍,三者差异显著;樟子松和小叶杨林地土壤微生物生物量碳分别是对照的23.67倍和33.34倍,林地与对照差异显著;两种林地土壤脱氢酶、过氧化物酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性分别是对照的19.00倍和27.54倍、4.78倍和9.89倍、4.05倍和8.67倍、29.93倍和37.46倍、9.66倍和13.42倍,林地与对照差异显著。在科尔沁沙地,人工种植适合当地气候特点的乔木,不仅可以改善流动沙丘土壤性状和微生物活性,而且还能起到固定流动沙丘的目的,樟子松和小叶杨是当地值得推广种植的防风固沙树种。土壤微生物量商（Cmic∶C）是一个衡量林地土壤稳定性和有效性较好的指标,从林地土壤养分有效性、林木稳定性和可持续性等方面综合考虑,樟子松比小叶杨更具优势。     

青海洮河源国家湿地公园灌丛草甸、草甸和草本沼泽植物群落多样性研究

在青海洮河源国家湿地公园中,在灌丛草甸、草甸和草本沼泽中,布设了8个调查点,在每个调查点都设置了6个植物样方,于2018年8月和2019年8月(植物生长旺季),进行了野外植物样方调查,对植物群落多样性开展了研究。研究结果表明,在48个样方中,共记录了101种植物,隶属于19目27科;其中,禾本科(Gramineae)、菊科(Asteraceae)、莎草科(Cyperaceae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物较多;在阳坡的草甸和沼泽化草甸中,都记录了53种植物,阳坡草甸植物群落的Simpson多样性指数相对最大(0.955),沼泽化草甸植物群落的Shannon-Winner多样性指数相对最大(3.265);只有阳坡与阴坡的草甸的植物群落中等相似,二者间的Jaccard相似性系数为0.515,其它调查点的植物群落之间都不相似,尤其是草本沼泽植物群落与其它调查点的植物群落都极不相似。     

基于Shuttleworth-Wallace模型的小泊湖和沙柳河河源区湿地蒸散发模拟研究

陆面蒸散发是生态系统水收支和能量平衡的重要过程,量化蒸散发各组分,对揭示高寒湿地生态水文过程具有重要意义。利用2015年植物生长季的青海湖湿地的监测数据,运用Shuttleworth-Wallace模型,对地处青海湖湖滨的小泊湖湿地和北岸的沙柳河河源区湿地的蒸散发组分进行拆分和模拟。研究结果表明,模拟的蒸散发量与实测值的一致性指数达到0.91;经拆分,在日尺度上,小泊湖和沙柳河河源区湿地植被蒸腾量占蒸散发量的比例(ET_c/ET)平均值分别为16.4%和27.37%,植物生长季逐日ET_c/ET变化曲线呈单峰型,土壤蒸发量占蒸散发量的比例(ET_s/ET)变化趋势与ET_c/ET的变化趋势相反;在整个植物生长季内,小泊湖和沙柳河河源区湿地植被蒸腾量的模拟值分别为74.33 mm和68.84 mm,土壤蒸发量分别为329.43 mm和176.47 mm;表明土壤蒸发是湿地水分消耗的主要方式,其中,小泊湖湿地有明显的水分亏缺,沙柳河河源区湿地有少量水分盈余。     

大兴安岭冻土区泥炭地土壤碳、氮含量和酶活性室内模拟研究

2013年8月13日~10月2日,在大兴安岭冻土区,采集0~30 cm深度的土壤,通过室内模拟培养实验,分析了3种温度和添加白毛羊胡子草(Eriophorum vaginatum)根系条件下,土壤碳、氮含量和土壤酶活性。研究结果表明,在5℃条件下,培养50 d后,未添加根系的土壤样品溶解性有机碳含量、微生物量碳含量、铵态氮含量、硝态氮含量、蔗糖酶活性和脲酶活性分别为249~312μg/g、2 442~3 150μg/g、98.43~216μg/g、15.58~17.07μg/g、22.37~54.63 mg/(g·24 h)和1.94~2.32 mg/(g·24 h);在添加根系条件下,土壤溶解性有机碳、硝态氮、铵态氮含量都增大,土壤蔗糖酶活性增强。在10℃且未添加根系的培养条件下,其分别为396~425μg/g、1 831~2 686μg/g、107~342μg/g、18.33~20.05μg/g、23.96~50.34 mg/(g·24 h)和1.52~2.01 mg/(g·24 h);在添加根系条件下,土壤溶解性有机碳、微生物量碳含量都增大,土壤蔗糖酶和脲酶活性增强。在15℃且未添加根系的培养条件下,其分别为344~397μg/g、2 510~2 751μg/g、292~577μg/g、21.08~24.78μg/g、25.55~46.29mg/(g·24 h)和1.28~2.23 mg/(g·24 h);在添加根系条件下,土壤溶解性有机碳、硝态氮含量都增大,土壤蔗糖酶和脲酶活性都增强。     

三江平原毛苔草沼泽和小叶章沼泽化草甸湿地水体中可溶性铁的分布特征

2006年5月至10月期间,对三江平原典型的毛苔草(Carex lasiocarpa)沼泽和小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸湿地表层积水中可溶性铁(Fe2 ,Fe3 )含量进行了现场采样和测试分析,同步测定了水体氧化还原电位(Eh)、电导率(EC)、pH值等指标。结果表明,除8月份的几次观测外,生长季内小叶章沼泽化草甸湿地水体中可溶性铁含量明显高于毛苔草沼泽湿地;两种湿地水体中可溶性铁存在的主要形态为Fe3 ,且Fe2 与Fe3 含量之间呈显著正相关;受水温和降水的影响,湿地水体中可溶性铁含量具有明显的季节性差异,其中小叶章沼泽化草甸湿地水体中的可溶性铁含量呈单峰型季节变化,而其在毛苔草沼泽湿地水体中呈双峰型季节变化。统计分析表明,Fe2 含量与水体的Eh值具有负相关关系,Fe3 含量与水体的Eh值的相关性较小,而且其含量并未随着还原性Fe2 的增加而减少;pH值对沼泽湿地水体中铁的形态分布无显著影响;Fe2 含量与EC值相关性显著。     

纳帕海湿地区草甸的植物盖度、生物量和叶面积指数

利用空间格网抽样调查方法,研究2014年7月滇西北纳帕海湿地区草甸的植物盖度、生物量和叶面积指数。研究结果表明,从该区北端湖泊周边到南端村庄密集区,随着人类活动影响的加剧,草甸退化程度由轻度退化、重度退化直至发展为狼毒(Euphorbia fischeriana)草甸,草甸植物生物量、盖度和叶面积指数也随之明显减小;中度、重度退化草甸主要分布于该区北端纳帕海湖泊周边,北端村庄周边间或分布有围封的未退化和轻度退化草甸,该区南端主要分布着以狼毒为优势种的重度退化草甸,在靠近村庄的区域,草甸多被开垦为农田。人类活动,特别是过渡放牧、旅游和开垦,极大地破坏了该区草甸的生态环境。     

疏勒河源冻土区高寒草甸土壤碳氮含量特征

土壤碳氮是高寒植被响应多年冻土区生态环境变化的重要营养和能源物质,但对其调查仍以生长季的单次采样为主,缺乏对其他季节的研究,这对于准确把握多年冻土区土壤碳氮含量及储量评估存在明显局限性。为此,本研究以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区高寒草甸为对象,对0—50 cm土层土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）、全氮（Total Nitrogen, TN）含量及其比值（C/N）的剖面分布和季节变化及其影响因素进行分析。结果表明：（1）SOC、TN剖面分布规律一致,0—10 cm土层均显著高于10—50 cm各层（P<0.05）,0—50 cm深度仅秋季逐渐下降,而春夏冬季0—30 cm递减。（2）SOC、TN含量存在季节变化,SOC表现为夏季>冬季>春季>秋季,TN表现为春秋冬季含量一致,夏季略低。（3）C/N季节变化显著,夏季显著最高,秋季显著最低（P<0.05）。（4）土壤含水量和生物量是影响SOC、TN及C/N剖面分布和季节变化的关键因素。（5）夏季土壤碳氮密度均高于全年平均。可见,仅单一节点（生长季为主）调查以表征全年土壤碳氮储量存在高估趋势。     

临泽边缘绿洲区盐化草甸开垦后土壤质量演变

 以黑河中游临泽边缘绿洲区为分析样区,研究了绿洲盐化草甸开垦后,不同开垦年限土壤的物理化学性状特征。结果表明,盐化草甸土壤中的黏粒从开垦前的9.18％增加到开垦30 a后的12.93％;除速效钾从开垦前的1315.50 mg·kg-1降至开垦30 a后的240.84 mg·kg-1外,土壤养分含量均有不同程度的增加;由于采取了工程、生物及农业措施来治理盐渍化,土壤全盐量明显降低,从开垦前的70.28 g·kg-1减至开垦30 a后的2.00 g·kg-1,减小了97.15％。土壤理化性状随开垦年限的增加而逐步改善。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落区土壤酶活性

以桂林会仙喀斯特湿地典型植物群落——芦苇(Phragmites australis)群落区土壤为研究对象,于2014年3月20日、4月20日、6月20日、7月21日、9月20日、10月23日、12月20日和2015年1月20日,分别采集0~10cm、10~20 cm和20~30 cm深度土壤样品,分析土壤酶活性及其与土壤主要理化指标的关系。研究结果表明,随着土壤深度的增加,芦苇群落区的土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、全磷含量和土壤酶活性都减小,其中2014年6月20日含水量最高;0~10 cm深度土壤有机碳含量和全氮含量在9月20日最大,分别为(24.52±0.52)g/kg和(3.04±0.06)g/kg,全磷含量在10月23日最大,为(0.56±0.02)g/kg,其都在2015年1月20日最低。在0~30 cm深度,土壤蔗糖酶和蛋白酶活性分别在2014年10月23日和9月20日最高,平均值分别为36.08 mg/g和24.95 mg/g,在2015年1月20日最低;土壤脲酶和多酚氧化酶活性分别在2014年4月20日和3月20日最高,平均值分别为1.64 mg/g和4.10 mL/g,在2014年12月20日最低;土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶和淀粉酶活性都在2014年10月23日最高,平均值分别为7.96 mg/g、7.24 mL/g、0.37 mg/g和0.48 mg/g。不同土壤酶活性在不同月份略有差异,与月降水量、月平均气温和表层土壤温度的变化规律不完全一致,但都在冬季较低。会仙喀斯特湿地芦苇群落区土壤含水量、有机碳含量、全氮含量和全磷含量与土壤中各种酶的活性显著正相关(n=72,p0.05)。     

沙障对流沙地植被和土壤养分的影响

机械沙障是风沙防治的重要工程措施。以设置在腾格里沙漠东南缘的沙坡头和吊坡梁不同年份的高密度聚乙烯(HDPE)沙障和麦草沙障为研究对象,分析沙障对植被生长和土壤养分的影响。结果表明:2012年和2010年布设的HDPE沙障中植被的物种数大于同期草方格沙障中的物种数;两种沙障内植被的物种多样性指数较低,且随沙障布设时间增加而增高,同期布设的HDPE沙障比草方格沙障的多样性指数高。沙障使土壤pH值总体呈降低的趋势,草方格沙障内的土壤pH值低于HDPE沙障内的土壤pH值;沙障内表层土壤(0~5 cm)的全氮、有机碳、速效钾、速效磷含量高于裸沙表层,呈增加的趋势,两种沙障间的表层土壤养分含量差异不显著。     

天然固定沙地与人工固沙植被区土壤种子库的比较研究

土壤种子库是退化生态系统植被恢复重建的重要基础,研究土壤种子库特征对于阐明退化生态系统受损与恢复机理具有重要的科学意义。通过野外土样采集、野外种子萌发定位跟踪调查和室内周期性种子萌发实验,对腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区和天然固定沙地的土壤种子库特征进行了对比研究。结果表明：人工固沙植被区土壤种子库包含21个物种,分属于8科;天然固定沙地土壤种子库有33种植物,属于11科。人工固沙植被区以一年生植物为主,天然固定沙地以多年生植物为主。人工固沙植被区的种子总密度明显低于天然固定沙地,但不同物种种子的密度变化存在显著差异。人工固沙植被区的物种丰富度和多样性指数均较天然固定沙地低。人工固沙植被区和天然固定沙地的土壤种子库与地上植被物种的相似性系数分别为0.73和0.71。尽管人工固沙植被区土壤种子库存在少量多年生植物种子,但仍未发展到以多年生草本植物为主的群落演替阶段,说明人工固沙植被区的植物多样性恢复尚需要漫长的过程。     

呼伦贝尔沙地和松嫩沙地草地沙漠化过程中土壤理化特性变化规律的比较研究

分别在松嫩沙地和呼伦贝尔沙地,选择沙漠化梯度样地,测定了土壤主要理化特性指标,比较了两地土壤沙漠化演变过程的差异。结果表明:①松嫩沙地非沙化草地的土壤黏粉粒、硬度、土壤温度、土壤有机质、全养分、土壤含水量和含盐量明显高于呼伦贝尔沙地,而土壤粗沙含量和土壤容重明显低于呼伦贝尔沙地;②随着沙漠化的发展,无论是松嫩沙地还是呼伦贝尔沙地,其土壤细沙含量、黏粉粒含量、土壤含水量、土壤含盐量、土壤硬度、有机碳、全养分含量均明显下降,土壤粗沙含量、土壤温度、土壤容重明显增加,其变化幅度是松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地;③沙漠化对草地土壤理化特性的影响程度表现为松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地,其原因主要是松嫩沙地原始土壤的理化性质要好于呼伦贝尔沙地。     

中国东北沙地埋藏土壤的成因和环境指示意义

本文对我国东北沙地沙丘埋藏土壤的形成原因重新进行了探讨。新的观察和证据表明,中晚全新世沙丘埋藏土壤的形成主要是过去人类活动等非气候因子导致附近沙丘活化或沙漠化所引起的,气候变化所起的作用可能比原来认为的小得多;中晚全新世的埋藏土壤及其风沙层序列因而不能被用来指示过去气候变化,但可以被用来重建过去人类活动与沙地环境相互作用历史。